音頻放大器的調(diào)制選擇電路及其方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種音頻放大器的調(diào)制選擇電路及其方法，該調(diào)制選擇電路包含一信號產(chǎn)生電路、一脈沖產(chǎn)生電路和一選擇電路。該信號產(chǎn)生電路用以產(chǎn)生一三元調(diào)制信號和一四元調(diào)制信號。該脈沖產(chǎn)生電路用以產(chǎn)生多個具有有限占空比的脈沖。該選擇電路用以選擇輸出一四元調(diào)制信號、一三元調(diào)制信號和多個具有有限占空比的脈沖的其中之一至該音頻放大器的一輸出級。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種音頻放大器的調(diào)制選擇電路及其方法，尤其是一種音頻放大器運行于三元調(diào)制模式與四元調(diào)制模式的信號選擇電路及其輸出方法。
技術(shù)介紹
D類放大器由于具有高效率及低功耗的優(yōu)點，近年來已成為音頻功率放大器的主流。一般的D類放大器需要一輸出濾波器。該輸出濾波器增加了系統(tǒng)的體積以及成本，因此限制了其在手持裝置上的應(yīng)用。近年來無濾波器(filterless)式D類放大器由于省去輸出濾波器，卻仍可保留原本高效率的優(yōu)點，故在市場上日益受到重視。無濾波器式D類放大器可運行于一四元調(diào)制(quaternarymodulation)模式或一三元調(diào)制(ternarymodulation)模式。在四元調(diào)制模式下D類放大器的輸出級會有四種操作形式，D類放大器的輸出級在此模式下的開關(guān)方式可參考美國專利US6262632的說明。D類放大器根據(jù)音源輸入訊號會以四種輸出級的操作形式來驅(qū)動如喇叭等負(fù)載。相較于四元調(diào)制模式，D類放大器的輸出級在三元調(diào)制模式下會有三種操作形式(此模式下負(fù)載的兩端不會同時連接至電源端)。D類放大器的三元調(diào)制運行對大訊號來說具有較高的效率和較好的電磁干擾(EMI,ElectroMagneticInterference)表現(xiàn)，而D類放大器的四元調(diào)制運行對小訊號來說具有較好的總諧波失真(THD,TotalHarmonicDistortion)和較低的噪聲底(noisefloor)。因此，根據(jù)輸入信號的振幅適當(dāng)切換無濾波器式D類放大器的運行模式整體上可獲得較佳的效果。當(dāng)D類放大器由三元調(diào)制模式進(jìn)入四元調(diào)制模式時或是當(dāng)D類放大器啟動時，會產(chǎn)生浪涌電流(inrushcurrent)而對元件造成損害。圖1為傳統(tǒng)D類放大器在運行時發(fā)生浪涌電流的波形圖。如圖1所示，當(dāng)D類放大器啟動時，輸出(OUTP/OUTN)的前幾個脈沖會有接近50％占空比(dutycycle)的狀況。當(dāng)D類放大器由三元調(diào)制模式進(jìn)入四元調(diào)制模式時，輸出的前幾個脈沖會由低占空比進(jìn)到高占空比，因此，浪涌電流會在這兩個狀況發(fā)生。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一種音頻放大器的調(diào)制選擇電路，包含一信號產(chǎn)生電路、一脈沖產(chǎn)生電路和一選擇電路。該信號產(chǎn)生電路用以產(chǎn)生一三元調(diào)制信號和一四元調(diào)制信號。該脈沖產(chǎn)生電路用以產(chǎn)生多個具有有限占空比的脈沖。該選擇電路用以選擇輸出一四元調(diào)制信號、一三元調(diào)制信號和多個具有有限占空比的脈沖的其中之一至該音頻放大器的一輸出級。根據(jù)本專利技術(shù)的一種音頻放大器的調(diào)制選擇方法，包含以下步驟：產(chǎn)生一三元調(diào)制信號和一四元調(diào)制信號；產(chǎn)生多個具有有限占空比的脈沖；以及選擇性地輸出該四元調(diào)制信號、該三元調(diào)制信號和這些具有有限占空比的脈沖的其中之一至該音頻放大器的一輸出級。附圖說明圖1為傳統(tǒng)D類放大器在運行時發(fā)生浪涌電流的波形圖。圖2顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的具有調(diào)制選擇電路的音頻放大器的方塊示意圖。圖3顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的該檢測電路運行時的波形圖。圖4A顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的該調(diào)制選擇電路的電路示意圖。圖4B顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的該脈沖產(chǎn)生電路的電路圖。圖5顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的該調(diào)制選擇電路的該脈沖產(chǎn)生電路的波形圖。圖6顯示結(jié)合本專利技術(shù)的一實施例的輸出級的一波形圖。圖7A顯示結(jié)合本專利技術(shù)另一實施例的一檢測電路和一脈沖產(chǎn)生電路的方塊示意圖。圖7B顯示借助該檢測電路和該脈沖產(chǎn)生電路抑制過電流的一波形示意圖。圖8顯示根據(jù)本專利技術(shù)一實施例的音頻放大器的調(diào)制選擇方法的流程圖。附圖符號說明200音頻放大器201調(diào)制選擇電路202檢測電路210增益級220積分器230輸出級261,262濾波器402脈沖產(chǎn)生電路4021固定占空比脈沖產(chǎn)生電路4022計數(shù)電路410,420,440比較器430三元調(diào)制信號產(chǎn)生電路4301一般三元調(diào)制信號產(chǎn)生電路4302AND門4303NOR門4304反相器450比較器4601AND門4602,4603計數(shù)器4604D型觸發(fā)器4605反相器4701反相器4702,4703AND門4704D型觸發(fā)器480第一選擇電路4801,4802多工器490第二選擇電路4901,4902多工器701檢測電路702脈沖產(chǎn)生電路R1,R2電阻800,802,804步驟具體實施方式在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了一些詞匯來指代特定的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名稱來稱呼同樣的元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電連接至該第二裝置。圖2顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的具有調(diào)制選擇電路201的音頻放大器200的方塊示意圖。在本實施例中，該音頻放大器200為一D類放大器，且該音頻放大器200包含一增益級210、一積分器220、一調(diào)制選擇電路201、一檢測電路202、一輸出級230、兩個反饋電阻R1和R2和兩濾波器261和262。該調(diào)制選擇電路201用以選擇輸出一四元調(diào)制信號、一三元調(diào)制信號和至少一個具有有限占空比的脈沖的其中之一。該檢測電路202用以檢測該增益級210的輸出信號VOP/VON，并根據(jù)輸出信號VOP/VON以產(chǎn)生信號S2至該調(diào)制選擇電路201，以決定輸出至該輸出級230的信號。圖3顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的該檢測電路202運行時的波形圖。如圖3所示，如果該檢測電路202檢測到該增益級210的輸出信號VOP/VON小于一第一臨界值，例如一沖擊值(attacklevel)，代表該音頻放大器的輸入信號為一大信號。其后，在該增益級210的輸出信號VOP/VON到達(dá)一零交越點(zerocrossingpoint)值時，該檢測電路202會產(chǎn)生邏輯0的信號S2，使該調(diào)制選擇電路201輸出該三元調(diào)制信號。接著，當(dāng)該檢測電路202檢測到該增益級210的輸出信號VOP/VON大于一第二臨界值，例如一釋放值(releaselevel)，代表該音頻放大器的輸入信號為一小信號。其后，在該增益級210的輸出信號VOP/VON到達(dá)該零交越點(zerocrossingpoint)值在一延遲時間(例如1秒)后，該檢測電路202會產(chǎn)生邏輯1的信號S2，使該調(diào)制選擇電路201輸出該四元調(diào)制信號。在本專利技術(shù)一實施例中，該檢測電路202可由電壓比較器所構(gòu)成。圖4A顯示結(jié)合本專利技術(shù)一實施例的該調(diào)制選擇電路201的電路示意圖。該調(diào)制選擇電路201包含一信號產(chǎn)生電路、一脈沖產(chǎn)生電路402和一選擇電路，其中該信號產(chǎn)生電路包含多個比較器410、420和440以及一三元調(diào)制信號產(chǎn)生電路430。這些比較器410和420用以比較該積分器220的該輸出信號和一三角波信號以產(chǎn)生一四元調(diào)制信號，該四元調(diào)制信號包含一正四元調(diào)制信號QP和一負(fù)四元調(diào)制信號QN。該三元調(diào)制信號產(chǎn)生電路430包含一一般三元調(diào)制信號產(chǎn)生電路4301。該一般三元調(diào)制信號產(chǎn)生電路4301用以根據(jù)該正四元調(diào)制信號QP和該負(fù)四元調(diào)制信號QN產(chǎn)生一一般三元調(diào)制波。該比較器440用以比本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種音頻放大器的調(diào)制選擇電路，包括：一信號產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生一三元調(diào)制信號和一四元調(diào)制信號；一脈沖產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生多個具有有限占空比的脈沖；以及一選擇電路，用以選擇輸出該四元調(diào)制信號、該三元調(diào)制信號和這些具有有限占空比的脈沖的其中之一至該音頻放大器的一輸出級。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種音頻放大器的調(diào)制選擇電路，包括：一信號產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生一三元調(diào)制信號和一四元調(diào)制信號；一脈沖產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生多個具有有限占空比的脈沖；以及一選擇電路，用以選擇輸出該四元調(diào)制信號、該三元調(diào)制信號和這些具有有限占空比的脈沖的其中之一至該音頻放大器的一輸出級。2.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制選擇電路，其中當(dāng)該音頻放大器啟動時，該選擇電路輸出所述具有有限占空比的脈沖至該音頻放大器的該輸出級。3.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制選擇電路，其中當(dāng)該音頻放大器在由一三元調(diào)制模式進(jìn)入一四元調(diào)制模式時，該選擇電路輸出所述具有有限占空比的脈沖至該音頻放大器的該輸出級。4.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制選擇電路，其中當(dāng)該音頻放大器的一負(fù)載電流大于一預(yù)定值時，該選擇電路輸出所述具有有限占空比的脈沖至該音頻放大器的該輸出級。5.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制選擇電路，其中該選擇電路包括：一第一選擇電路，用以根據(jù)一第一選擇信號選擇性地輸出該四元調(diào)制信號或多個具有有限占空比的脈沖；以及一第二選擇電路，用以根據(jù)一第二選擇信號選擇性地輸出該三元調(diào)制信號或該第一選擇電路的一輸出信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5的調(diào)制選擇電路，其中該脈沖產(chǎn)生電路包括：一第一比較器，用以比較一三角波信號和一設(shè)定電壓，由此產(chǎn)生具有多個固定占空比的脈沖；一計數(shù)單元，耦接至該第一比較器，其中當(dāng)該選擇電路開始輸出所述具有有限占空比的脈沖至該輸出級時，該計數(shù)單元計數(shù)該選擇電路所輸出的脈沖的數(shù)目；以及一控制電路，耦接至該計數(shù)單元，該控制電路用以產(chǎn)生該第一選擇信號至該第一選擇電路以在該選擇電路所輸出的脈沖的數(shù)目超過一預(yù)定值時，使該選擇電路停止輸出這些脈沖。7.根據(jù)權(quán)利要求6的調(diào)制選擇電路，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳順達(dá)，陳彥均，
申請(專利權(quán))人：晶豪科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣;71